陜西洋縣礦山地質(zhì)特征及成因分析

易萬億

（陜西投資集團(tuán)有限公司，陜西 西安 710061）

1 概況

研究區(qū)位于位于陜西省洋縣礦山地區(qū)，地處南秦嶺山脈，屬高中山區(qū)，地形切割較劇烈，山巒起伏，溝谷縱橫，海拔一般在1000-2300m。研究區(qū)已查明該地區(qū)的礦資源量總礦石量8900多萬噸。本文針對(duì)研究區(qū)礦山地質(zhì)成因開展分析研究[1]。

2 礦產(chǎn)成因分析方法

2.1 礦體顯微特征及恢復(fù)

（1）礦體構(gòu)造特征

礦區(qū)位于北東向展布，斷層中段偏東側(cè)，受到該地區(qū)區(qū)域性斷層構(gòu)造控制，后期北西向及北東向斷層疊加改造，礦區(qū)沿?cái)鄬舆\(yùn)移在地表形成出露點(diǎn)。

斷層呈現(xiàn)北東向展布，在所屬區(qū)域內(nèi)，屬于區(qū)域性壓扭性正斷層，傾向北西，地表表現(xiàn)為礦體破碎帶，帶寬為1.7～4.05m，具有強(qiáng)硅化性，斷面陡直見擦痕、階步，傾向336o，傾角在74～76o，斷層受到擠壓作用影響，擠壓部位強(qiáng)烈，呈現(xiàn)出硅化碎裂現(xiàn)象，局部具麋棱呈現(xiàn)出礦化現(xiàn)象[2]。

礦床具片狀粒狀變晶結(jié)構(gòu)；粒徑變化比較大0.4～1mm。礦體呈長(zhǎng)條狀，不透明，含量約20%。石英為粒狀，無色透明，I級(jí)黃白干涉色。呈現(xiàn)褐色，邊部失水暗化，部分蝕變。富鐵紅礦體為無色，正中突起，不可見解理，有裂理，II級(jí)黃干涉色，含量＜5%。硬綠泥石：灰綠色，束狀，干涉色灰白，內(nèi)含炭質(zhì)包裹體[3]。

礦帶具粒狀變晶結(jié)構(gòu)。礦體呈先片狀，長(zhǎng)條狀，不透明，分布于在礦床與礦脈顆粒之間，含量約10%。分布于在方解礦體顆粒之間，或呈脈狀，分布不均勻，總含量25%左右。方解礦體呈鋸齒粒狀結(jié)構(gòu)，閃突起，多組完全解理清晰可見，高級(jí)白干涉色，機(jī)械雙晶發(fā)育。含量約65%。

礦體含粒狀變晶結(jié)構(gòu)。呈現(xiàn)出片狀，長(zhǎng)條狀，不透明，分布于方解礦體顆粒之間，含量約5%。礦體呈鋸齒粒狀結(jié)構(gòu)，閃突起，多組完全解理清晰可見，高級(jí)白干涉色，機(jī)械雙晶發(fā)育。含量約95%。

（2）原礦恢復(fù)

變質(zhì)礦原礦性質(zhì)的識(shí)別和恢復(fù)是一項(xiàng)十分復(fù)雜的工作，就目前的研究程度，可以根據(jù)變質(zhì)礦的產(chǎn)狀、礦體結(jié)構(gòu)組合和礦物共生組合特征對(duì)研究區(qū)礦體原礦進(jìn)行初步推斷。研究區(qū)礦體形態(tài)呈現(xiàn)條帶狀分布，層狀、似層狀，延伸穩(wěn)定，厚度較穩(wěn)定，礦性也較穩(wěn)定，初步推測(cè)礦體屬副變質(zhì)性礦體，即原礦體為沉積礦。

從礦物組合特征來看，礦體以片狀、片麻礦為主要分布，除礦床外主要由長(zhǎng)石礦體、方解礦體組成，推斷其原礦為含碳的碎屑礦。根據(jù)地層條件、礦區(qū)場(chǎng)地環(huán)境以及礦體種類的區(qū)別不同，在對(duì)礦體進(jìn)行深度勘查時(shí)，可進(jìn)行鉆探礦產(chǎn)資源固定處理。

2.2 構(gòu)造演化及礦床活動(dòng)分析

（1）構(gòu)造演化對(duì)成礦的控制作用

根據(jù)區(qū)域構(gòu)造的觀點(diǎn)，揚(yáng)子古板塊北緣在新元古代南華紀(jì)裂解形成勉略洋，中三疊世勉略洋關(guān)閉，即華北板塊與揚(yáng)子板塊發(fā)生強(qiáng)烈碰撞，勉略構(gòu)造帶開始形成，并疊加復(fù)合了中新生代以來的多期構(gòu)造變形，南秦嶺地區(qū)的各類成礦作用均受該系列區(qū)域構(gòu)造演化的控制，包括成礦物質(zhì)來源、深度、元素種類、成礦類型及礦床的時(shí)空分布等。

研究區(qū)的礦床產(chǎn)出于下元古界，因此礦源層可能經(jīng)歷了中－新元古代以來的多期構(gòu)造活動(dòng)的影響。一般認(rèn)為，前寒武紀(jì)地殼熱流值較大，因此區(qū)域變質(zhì)作用也相對(duì)容易發(fā)生，而含礦礦層越古老，則可能會(huì)經(jīng)歷多次的區(qū)域變質(zhì)作用，因此其變質(zhì)作用也越強(qiáng)烈。有學(xué)者認(rèn)為揚(yáng)子地臺(tái)的區(qū)域變質(zhì)作用主要發(fā)生于晉寧期（中元古代－青白口紀(jì)）（耿元生等，2012），這說明研究區(qū)的礦床礦源層具備了經(jīng)歷區(qū)域變質(zhì)的條件。

中生代以來的構(gòu)造運(yùn)動(dòng)，尤其是印支運(yùn)動(dòng)，造成了南秦嶺地區(qū)的強(qiáng)烈變形，古老的沉積地層受到了強(qiáng)烈變形與破壞，發(fā)育了各種類型的褶皺和斷層，這是決定研究區(qū)礦床賦存狀態(tài)的重要控制性因素。

（2）礦床活動(dòng)的影響分析

構(gòu)造變動(dòng)和地殼變形往往伴隨著強(qiáng)烈的礦床活動(dòng)。研究區(qū)周邊在印支期以前就發(fā)生了酸性礦體的侵入，印支期的礦床侵入活動(dòng)則更加廣泛，往往形成規(guī)模較大的礦脈，且為多期或同期多次的復(fù)式礦體，研究區(qū)及其鄰近地區(qū)分布的混合礦化雜礦體正是印支期礦床活動(dòng)的產(chǎn)物。研究區(qū)內(nèi)發(fā)育的三疊紀(jì)天華山單元（TnrT）和木河單元（TnrM）均屬印支期的侵入體，是區(qū)域上南秦嶺印支期礦床礦帶的主要組成部分。

礦床的侵入，一方面加劇了構(gòu)造的復(fù)雜性，另一方面可導(dǎo)致接觸變質(zhì)作用，甚至可伴隨混合礦化作用。一般而言，熱接觸變質(zhì)作用和混合礦化作用的發(fā)育部位，與侵入體的產(chǎn)狀和礦體的接觸關(guān)系較為密切，故其成礦帶多發(fā)育在侵入體邊緣或礦體接觸帶。對(duì)于早期變成礦體而言，侵入體的熱容量則可以導(dǎo)致變質(zhì)礦床的變質(zhì)程度進(jìn)一步加深。

圖1 礦床中的顯晶狀礦體及其能譜特征

2.3 變質(zhì)成礦作用分析

地質(zhì)礦床按其成因可分為區(qū)域變質(zhì)型礦床、接觸變質(zhì)型礦床和巖漿熱液型礦床三種類型。其中，區(qū)域變質(zhì)型晶質(zhì)礦床最多，其次為接觸變質(zhì)型隱晶質(zhì)礦床，巖漿熱液型晶質(zhì)礦床較少。

研究區(qū)礦床產(chǎn)于下元古界灣牛壩巖組，礦石以片麻巖類、片巖類和大理巖類為主，多具鱗片狀變晶結(jié)構(gòu)，以上特點(diǎn)符合區(qū)域變質(zhì)型礦床特點(diǎn)。

此外，礦床中的礦體大多以獨(dú)立礦物形式存在，并未與方解礦形成硅灰礦體，礦體分布于礦床硅化擠壓顆粒之間（圖1），表明原礦未發(fā)生接觸變質(zhì)作用，區(qū)域內(nèi)礦體變質(zhì)作用下含碳的硅質(zhì)灰礦重結(jié)晶的產(chǎn)物。

礦體中含有石榴石和矽線石，前者是高壓變質(zhì)作用的產(chǎn)物，后者是典型的高溫變質(zhì)礦物，由富鋁的泥質(zhì)礦體經(jīng)高級(jí)區(qū)域變質(zhì)作用而成。

3 成因分析結(jié)論

根據(jù)研究區(qū)礦體顯微巖石學(xué)特征、構(gòu)造演化與礦床活動(dòng)、變質(zhì)作用特征等綜合分析，研究區(qū)礦體的原礦可能為含碳的碎屑礦體顆粒，主要是經(jīng)受了區(qū)域變質(zhì)作用，并受到后期礦床活動(dòng)的熱接觸變質(zhì)作用疊加影響，原礦經(jīng)強(qiáng)烈的區(qū)域變質(zhì)作用（高溫高壓），發(fā)生脫氧、脫氫反應(yīng)或重結(jié)晶而成礦。